Gli screening CRISPR rivelano GLIS3 come interruttore principale della fibrosi intestinale

La fibrosi è responsabile di una quota rilevante dei decessi correlati a malattie e, nelle malattie infiammatorie croniche intestinali (IBD), può persistere anche quando l'infiammazione viene trattata. Gli immunosoppressori ad ampio spettro non migliorano gli esiti fibrotici a lungo termine, e per i fibroblasti che favoriscono la formazione di cicatrici e la resistenza agli anti-TNF mancavano finora bersagli molecolari chiari e specifici. Questo studio si proponeva di definire come queste cellule vengano attivate e che cosa le controlli.

Il gruppo di ricerca ha integrato dati di RNA-seq a singola cellula (29 campioni non-IBD, 29 di colite ulcerosa e 57 di malattia di Crohn) con la profilazione spaziale Xenium di tessuto intestinale resecato, per più di quattro milioni di cellule. I fibroblasti associati all'infiammazione (IAF) si espandevano nel tessuto infiammato, esprimevano IL11, geni del collagene e del rimodellamento della matrice e chemochine che richiamano i neutrofili, e si raggruppavano in nicchie con colite attiva o cronica insieme a macrofagi FCN1+IL1B+. Nei topi, la delezione condizionale di Il11 ha ridotto la deposizione di collagene, l'idrossiprolina e l'espressione dei geni del collagene nella colite cronica da DSS, senza modificare il grado di infiammazione. Un topo reporter per Il11 ha mostrato che IL-11 era espressa solo nei fibroblasti dopo il danno, in prossimità dei macrofagi, e che gli IAF murini somigliavano alle cellule umane.

Nelle co-colture, solo i macrofagi proinfiammatori inducevano IL-11 nei fibroblasti. Uno screening computazionale dei ligandi, seguito da verifiche sperimentali, ha ristretto il campo al TGFβ e all'IL-1β di derivazione macrofagica, che agivano in modo sinergico; la delezione dei loro recettori nei fibroblasti aboliva la risposta degli IAF. Nei topi, la neutralizzazione di una delle due citochine riduceva i fibroblasti IL-11+ ma non migliorava la malattia nel complesso, probabilmente perché entrambe le citochine agiscono su molti tipi cellulari.

Per individuare regolatori intrinseci dei fibroblasti, gli autori hanno condotto in parallelo screening CRISPR genome-wide di knockout e di attivazione, utilizzando un reporter endogeno di IL-11, ottenendo 61 hit condivisi, tra cui geni noti delle vie del TGFβ e dell'IL-1. GLIS3 è emerso come candidato principale: il suo knockout riduceva IL-11 e la sua attivazione la aumentava, anche nella co-coltura con macrofagi. GLIS3 era sovraespresso in risposta ai segnali dei macrofagi e a TGFβ/IL-1β, e l'RNA-seq ha identificato più di 150 geni effettori di GLIS3, tra cui LIF, FAP e MMP2. L'abstract riporta inoltre che l'intensità del programma GLIS3 nelle biopsie stratifica la gravità della colite ulcerosa e che la delezione di Glis3 specifica dei fibroblasti attenua la colite cronica nei topi.

Nel complesso, questi dati definiscono un circuito macrofago-fibroblasto che collega l'infiammazione alla fibrosi e indicano GLIS3 come nodo specifico dei fibroblasti. Avvertenze: il testo fornito è troncato, quindi i dettagli sulla rete di GLIS3, sulla stratificazione dei pazienti e sui risultati del knockout di Glis3 derivano dall'abstract; gran parte del lavoro meccanicistico ha utilizzato cellule in coltura e modelli murini DSS, e non è stato testato alcun intervento terapeutico su GLIS3 nei pazienti.